NSRL表面物理线站的性能测试及角分辨光电子能谱实验

介绍了中国科技大学国家同步辐射实验室（NSRL）表面物理站的调试及获得的初步结果。利用光电二极管进行了光束线光通量的测试,分别得到了3块光栅的光通量响应曲线。利用纯金样品的二次谐波和费米边分别对高能和低能部分的入射光子能量进行了标定,并给出了系统的能量分辨率。最后用同步辐射零级光和激光束对实验站的电子能量分析器进行准直,用Cu单晶样品的角分辨光电子能谱实验测试了整个系统的性能,结果表明,NSRL表面站能够满足用户开展角分辨光电子能谱实验的要求。     

硅碳比对Si(111)表面SSMBE异质外延SiC薄膜的影响

利用固源分子束外延(SSMBE)生长技术, 在不同的硅碳蒸发速率比(Si/C)条件下, 在Si(111)衬底上生长SiC单晶薄膜. 利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术, 对生长的样品形貌和结构进行了研究. 结果表明, 在Si/C比(1.1:1.0)下生长的薄膜样品, XRDω扫描得到半高宽为2.1°; RHEED结果表明薄膜具有微弱的衍射环, 有孪晶斑点. 在Si/C比(2.3:1.0)下生长的薄膜, XRDω扫描得到的半高宽为1.5°, RHEED显示具有Si的斑点和SiC的孪晶斑点. AFM显示在这两个Si/C比下生长的样品表面都有孔洞或者凹坑, 表面比较粗糙. 从红外光谱得出 薄膜存在着比较大的应力. 但在Si/C比(1.5:1.0)下生长的薄膜样品, XRDω 扫描得到的半高宽仅为1.1°; RHEED显示出清晰的SiC的衍射条纹, 并可看到SiC的3×3表面重构, 无孪晶斑点; AFM图像表明, 没有明显的空洞, 表面比较平整. FTIR谱的位置显示, 在此Si/C比下生长的薄膜内应力比较小. 因此可以认为, 存在着一个优化的Si/C比(1.5:1.0), 在这个Si/C比下, 生长的薄膜质量较好.     

K对InP（100）表面催化氧化反应的同步辐射光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱研究了Ｋ对Ｐ型ＩｎＰ（１００）表面的催化氧化反应过程．对于Ｏ２／Ｋ／ＩｎＰ（１００）体系的Ｐ２ｐ、Ｉｎ４ｄ和价带光电子能谱研究可知，在氧吸附的过程中，Ｏ和Ｐ、Ｉｎ之间发生了化学反应，Ｏ更易于与Ｋ在吸附过程中与ＩｎＰ（１００）衬底之间的界面反应形成的Ｋ－Ｐ化合物中的Ｐ健合．碱金属Ｋ的存在并不直接和Ｏ发生作用，而是起到一种催化剂的作用，增加了电荷向氧传输的能力．使得Ｏ２的分解和吸附变得更加容易．在Ｉｎ４ｄ芯能谱中，Ｉｎ－Ｏ之间的反应并不是很明显，而在价带谱中则可以明显地看到Ｉｎ－Ｏ之间反     

同步辐射光电子能谱研究室温下Na对InP（100）表面氮化反应的影响

利用同步辐射光电子能谱研究了室温下Ｎａ吸附下于Ｐ型ＩｎＰ（１００）表面对其氮化反应的影响．通过Ｐ２ｐ、Ｉｎ４ｄ芯能级谱的变化，对Ｎａ／ＩｎＰ（１００）表面的氮化反应的研究表明，碱金属Ｎａ的吸附对ＩｎＰ（１００）无明显的催化氮化作用，即使采用Ｎ２／Ｎａ／Ｎ２／Ｎａ／Ｎ２／Ｎａ／ＩｎＰ（１００）的类多层结构，在室温下也只有极少量的氨化物形成，而无明显的催化氮化反应发生．碱金属吸附层对Ⅲ－Ⅴ族半导体氮化反应的催化机制不同于碱金属对于元素半导体的催化反应机制，碱金属对元素半导体的催化氮化反应，吸附的碱金属与元素半     

Sm在GaAs（100）表面的吸附和界面反应的SRPES研究

利用同步辐射光发射研究了Ｓｍ／ＧａＡｓ（１０）界面形成．高分辨的芯能级谱结果表明，在低覆盖度下（＜０．１ｎｍ），Ｓｍ与衬底的作用较弱，形成较突出的金属／半导体界面．当Ｓｍ的覆盖度增加时，Ａｓ和Ｇａ的表面发射峰很快消失，表明Ｓｍ与Ｇａ发生置换反应而与Ａｓ形成化学键．同时，Ｇａ原子会向Ｓｍ膜体内扩散且偏析到Ｓｍ膜表面，而Ａｓ－Ｓｍ化合物只停留在界面区域．当Ｓｍ膜厚度达到０．５ｎｍ时，Ｓｍ膜开始金属化．结合理论模型，文中还详细地讨论了界面形成和界面结构．     

碱金属Cs和Na与GaAs(100)界面相互作用的光电子能谱研究

用光电子能源谱技术（XPS和UPS）研究了金属Cs和Na与GaAs（100）的界面形成。实验结果表明，Cs和Na吸附在GaAs（100）表面时，衬底As向外扩散，形成混合相。在Na吸附的表面，As扩散程度比Cs吸附的表面大。随着复盖层厚度增加，吸附层开始金属化。     

SiC/Al2O3界面结构的同步辐射X射线掠入射衍射研究

采用固源分子束外延技术,以Al2O3为衬底,在1100℃下制备SiC薄膜。利用同步辐射X射线掠入射(GID)实验技术对生长的样品的界面结构进行了研究。结果表明,薄膜面内存在压应变,同时发现薄膜晶体质量在远离薄膜和衬底界面区会逐渐变好。GID和X射线衍射的摇摆曲线结果表明薄膜中镶嵌块的扭转大于倾斜,说明SiC薄膜在垂直方向的晶格排列要比面内更加有序。     

Gd／GaAs（100）的界面形成和电子结构

利用同步辐射光电子能谱技术研究了Ｇｄ在ＧａＡｓ（１００）表面的吸附。当吸附厚度小于０．４７ｎｍ时,界面反应弱;在０．４７￣０．９ｎｍ范围内,界面反应变得强烈;大于０．９ｎｍ时,界面反应停止。在吸附过程中Ｇｄ４ｆ首先是一单蜂结构,随着Ｇｄ的增加,Ｇｄ４ｆ演变为双蜂结构。根据对实验数据的分析,认为Ｇｄ在反应层上以团簇的形式吸附。     

Gd/GaAs(100)的界面形成和电子结构

利用同步辐射光电子能谱技术研究了Gd在GaAs(10 0 )表面的吸附。当吸附厚度小于 0 47nm时 ,界面反应弱 ;在 0 47～ 0 9nm范围内 ,界面反应变得强烈 ;大于 0 9nm时 ,界面反应停止。在吸附过程中Gd 4 f首先是一单峰结构 ,随着Gd的增加 ,Gd 4 f演变为双峰结构。根据对实验数据的分析 ,认为Gd在反应层上以团簇的形式吸附